非编码rna的分类及其功能总结

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1、1.非编码RNA的分类及概念1.1分类非编码RNA(non-codingRNA)是指转录组中不翻译为蛋白质的RNA分子。包括相对分子量较小的核内小分子RNA(smallnuclearRNA,snRNA)、核仁小分子RNA(smallnucleolarRNAs,snoRNA)、微RNA(microRNA,miRNA)、piwi-interactingRNA(piRNA)干扰小RNA(SmallinterferingRNA,siRNA)以及相对分子量较大的长非编码RNA(longnon-codingRNA,lncRNA)等。1.2

2、概念:snRNA:核内小分子RNA(smallnuclearRNA),它是真核生物转录后加工过程中RNA剪接体(spliceosome)的主要成分,参与mRNA前体的加工过程。snoRNA:核仁小分子RNA(smallnucleolarRNAs),它在核糖体RNA的生物合成中发挥作用,另外还能够指导snRNA、tRNA和mRNA的转录后修饰。miRNAs:微小RNA(microRNAs),是一类由内源基因编码的长度约为22个核苷酸的非编码单链RNA分子,通过与靶标mRNA的3'端非翻译区(3'-untranslatedregion

3、,3'-UTR)特异性结合,从而引起靶标mRNA分子的降解或翻译抑制,在动植物中参与转录后基因表达调控。piRNAs(Piwi-interactingRNA):piRNA基因是一类长度为24〜32nt的的单链小RNA,有很强的正义链和反义链专一性,其5'端第一个核苷酸有尿嘧啶倾向性,3'端被2'-O-甲基化修饰,这类末端修饰可防止成熟体piRNA基因降解.piRNA主要与PIWI亚家族成员Piwi蛋白或AGO3蛋白质结合而发挥作用。siRNA:干扰小RNA(SmallinterferingRNA),是一种小RNA分子,由Dicer

4、酶加工而成。双链RNA经酶切后会形成很多小片段,siRNA是siRISC的主要成员,激发与之互补的目标mRNA的沉默。lncRNA:长链非编码RNA(Longnon-codingRNA),lncRNA是长度大于200个核苷酸的非编码RNA。研究表明,lncRNA在剂量补偿效应、表观遗传调控、细胞周期调控和细胞分化调控等众多生命活动中发挥重要作用,成为遗传学研究热点。miRNA和siRNA的区别主要有两点:(1)miRNA是内源性的,是生物体基因的表达产物;siRNA是外源性的,来源于病毒感染、转座子或转基因靶点。(2)miRNA是

5、由不完整的发卡状双链RNA,经Drosha和Dicer酶加工而成;siRNA是由完全互补的长双链RNA,经Dicer酶剪切而成。图:莫小燕等,非编码RNA在肿瘤细胞糖代谢中的调控作用1.3siRNA、miRNA及piRNA的生物合成[3]a:(人类)siRNA来源于长的双链RNA分子,经Dicer酶剪切为21-25nt的双链RNA片段,Dicer酶和dsRNA结合蛋白将siRNA二聚体装载至Argonaute蛋白(AGO2)而发挥作用;b:(人类)miRNA由内源性的生物体基因产生含有发卡结构的65-70nt长的pri-miRNA

6、,该发卡结构在细胞核内经Drosha-DGCR8复合物加工产生pre-miRNA。在细胞浆内,pre-miRNA进一步经Dicer酶剪切为miRNA-miRNA*二聚体(其中miRNA为引导链,miRNA*为信息链),装载至Argonaute蛋白1(AGO1)而发挥作用。c:(鼠类)piRNA的生物合成尚不清楚。piRNA来源于单链RNA前体,而且不依赖于Dicer酶。产生的初级正义piRNA倾向于与MILI结合,在出生前的睾丸、MILI和MIWI2均参与复制周期,在次级反义piRNA中MIWI2比MILI更为丰富,次级反义piR

7、NA可能直接裂解转座子mRNA。图:于红,表观遗传学:生物细胞非编码RNA调控的研究进展2、MicroRNA的功能2.1miRNA参与细胞自噬调控[1]。在自噬的启动(induction)、囊泡成核(vesiclenucleation)、囊泡延伸(vesicleelongation)、自噬回收(Retrieval)与囊泡融合(fusion)等几个阶段中均参与调控。此外,miRNA也可通过其他方式调节细胞自噬。直接调控,直接作用的位点目前发现有:对STMN1基因(该基因编码的Stathmin蛋白被发现参与自噬调控),DRAM2,I

8、RGM,线粒体自噬受体FUNDC1和NIX等。间接调控,即通过对细胞分子通路中重要的调控性蛋白进行调控,从而间接地调控自噬的过程。调控靶点有:SMAD4,FOXO3,ATM,RUNX3,p53;EZH2,PI3K/AKT通路,hnRNPA1,EGF

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